JPH11286625A

JPH11286625A - エポキシ樹脂粉体塗料

Info

Publication number: JPH11286625A
Application number: JP8985098A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Hirai; 正俊平井; Kiyoshi Masuda; 喜好増田
Original assignee: Sumitomo Durez Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Durez Co Ltd
Priority date: 1998-04-02
Filing date: 1998-04-02
Publication date: 1999-10-19

Abstract

(57)【要約】【課題】コイル内部に含浸浸透する優れた低溶融粘性
を保ちながら、耐ブロッキング性、密着性、耐熱性、耐
ヒートサイクル性、耐ブロッキング性にも優れたコイル
固着用エポキシ樹脂粉体塗料を提供する。【解決手段】融点１２０℃以上の結晶性エポキシ樹脂
(Ａ)とノボラック型エポキシ樹脂(Ｂ)を重量部比率でＡ
／Ｂ＝１〜５の割合で使用したエポキシ樹脂に、硬化剤
として低溶融粘度であるノボラック及びと硬化促進剤を
配合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モーター部品であ
るコイルの含浸固着に使用されるエポキシ樹脂粉体塗料
に関し、特に、融点１２０℃以上の結晶性エポキシ樹脂
とノボラック型エポキシ樹脂を併用したエポキシ樹脂に
硬化剤として低溶融粘度のノボラックを適用するエポキ
シ樹脂粉体塗料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】モーター部品のコイルの固着には、通常
コイル内部への含浸性を考慮して作業温度で容易に低粘
度化することから、ポリエステル樹脂やエポキシ樹脂な
ど熱硬化性の液状樹脂が多用されている。しかしながら
これらの液状樹脂は低粘度を確保するために各種の有機
溶剤や低沸点のモノマー成分を含有しているために含浸
作業場においては、労働安全衛生上有害で、且つ火災事
故発生の懸念もあり好ましいものではない。また、これ
らの液状樹脂は低温で貯蔵時には比較的反応性を低く抑
制された成分に設計されているものの、含浸作業工程で
は滴下・含浸の効率を良くするため４０〜８０℃に加温
して使用されるため、液状樹脂中の樹脂と硬化剤が少し
ずつ反応して粘度上昇していく現象を避けることができ
ない。

【０００３】かかる場合、液状樹脂のコイル内部への含
浸浸透性が低下してくるため、定期的に含浸槽や滴下用
樹脂貯蔵槽全体を廃棄処理せざるを得ず、大量のロスを
生じる。粘度上昇を抑制するため硬化剤などの配合率組
成を変更して対処しようとすると、樹脂硬化性が低下す
るために含浸処理後の硬化に長時間を要し、生産性が低
下する。このため、各種の潜在性硬化剤などの適用が提
案されてはいるが、本質的に廃棄ロスをなくするには至
っていない。このように液状樹脂でのコイル固着におい
ては樹脂の廃棄ロスが多くコスト高になる。こらに、各
種有機溶剤や低分子成分などの揮散による労働作業にお
ける環境衛生上の問題も解消することが出来ない。

【０００４】そこで、有機溶剤成分を一切含有せず、樹
脂の廃棄ロスも極めて少なく運用可能な粉体塗料の適用
が提案されている。即ち、コイルとの密着性、硬化性、
耐熱性など要求特性に適合するものとして、エポキシ樹
脂を主体とした溶融時に低粘度になるエポキシ樹脂粉体
塗料がこの用途で採用されるようになってきた。粉体塗
料として適用されている固形エポキシ樹脂としての代表
的なものはビスフェノールＡ型であり、これは各種硬化
剤と組合せた場合、硬化性,密着性,耐熱性耐薬品性など
に優れた特性を発揮する。しかし、固形のビスフェノー
ルＡ型エポキシ樹脂は、比較的低分子量のものでも塗装
後の溶融粘性が高く、コイル内部まで完全に浸透してい
かない。

【０００５】そこで、作業環境下での温度ではブロッキ
ングなどの固結を生じることない十分に高い軟化温度を
保ちながら、粉体塗料を加熱したコイルへふりかけて溶
融した時には低粘度になりコイル内部まで十分に含浸で
きるような結晶性を有するエポキシ樹脂を適用すること
が報告されている（特公平２−１６９２６号公報、特公
平３−２４４９号公報等）。しかしながら、これらのエ
ポキシ粉体塗料は原料として高価な結晶性エポキシ樹脂
を主成分として多量に使用することで実現しているた
め、粉体塗料もコスト高で通常、多量に適用されている
液状含浸樹脂に比較して、環境作業性に優れたものでは
あるが、廃棄ロスが殆どないことを加味しても経済性に
ついては有利にはならない。

【０００６】また、この結晶性エポキシ樹脂系では硬化
物の弾性率が高くなるためもあって各種硬化剤を組み合
わせても脆性が高く、コイル固着樹脂に要求される耐ヒ
ートサイクル性が劣る。このため、過酷な使用環境下で
もモーターの高度の信頼性を保持するためにも、この耐
ヒートサイクル処理後も安定した密着強度を保つコイル
固着用粉体塗料が望まれていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のコイ
ル固着用粉体塗料では得られることが出来なかったコイ
ル内部に含浸浸透する優れた低溶融粘性を保ちながら、
耐ブロッキング性、耐熱性、耐ヒートサイクル性に優れ
たエポキシ樹脂粉体塗料を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、融点１
２０℃以上の結晶性エポキシ樹脂、ノボラック型エポキ
シ樹脂からなるエポキシ樹脂成分にノボラック樹脂硬化
剤と硬化促進剤とを配合することを特徴とするエポキシ
樹脂粉体塗料である。エポキシ樹脂組成としては溶融時
に低溶融粘性を示し、かつ粉体塗料としての貯蔵保管や
塗装時に容易には融着・ブロッキングしないような十分
な高軟化点をもつものでなければならない。

【０００９】この目的には、各種の結晶性エポキシ樹脂
が合致しているが、このものを単独で使用した場合には
溶融時に低粘性を示しコイルへの含浸固着性は良好であ
るが、塗装される温度による粘度変化が急峻であるため
ふりかけ含浸作業においてコイルの予熱温度を厳密に管
理せねばならず、均質な特性確保が困難である。即ち、
設定温度に対して１０℃以上高い場合は溶融過剰となり
コイル内部に留まらず滴下傾向を示し、反対に１０℃以
上低い場合には溶融不足でコイル内部への含浸不足とい
う懸念がある。また、結晶性エポキシ樹脂のなかでも融
点の低いものは溶融粘度も極めて低くなることから、こ
れを基にして得られる粉体塗料は含浸性は良好である
が、ブロッキングしやすいという問題点もあった。

【００１０】そこで、本発明では特に融点が１２０℃以
上と高融点でありながら溶融粘度は低い結晶性エポキシ
樹脂(Ａ)使用し、且つこのエポキシ樹脂とノボラック型
エポキシ樹脂を併用することを特徴とする。結晶性エポ
キシ樹脂(Ａ)とノボラック型エポキシ樹脂(Ｂ)との配合
比率はＡ／Ｂ＝１〜５（重量比）が好ましい。この比率
が１未満以下であると樹脂全体の溶融粘度が高くなりコ
イル内部へ含浸浸透性が不十分になることがあり、比率
が５を越えると前記結晶性による過大な温度依存性を改
善することができない場合がある。

【００１１】結晶性エポキシ樹脂は、ビフェニル型、ハ
イドロキノン型など多くのものが知られているが、本用
途では２，５−ジターシャリブチルハイドロキノンジグ
リシジルエーテルが特に好適である。このエポキシ樹脂
が低溶融粘度で、且つ耐ブロッキング性にも優れている
ことは、特開平７−２３８２３５号公報や特開平８−３
１１１５８号公報などで示されている。しかし、本発明
ではこの結晶性エポキシ樹脂(Ａ)を単独で使用するので
はなく、この樹脂との相溶性に優れ、且つ低粘度で硬化
後の耐熱性にも極めて優れたノボラック型エポキシ樹脂
(Ｂ)をＡ／Ｂ＝１〜５（重量比）の割合で併用すること
により、既存の技術では期待できなかった優れた特性を
兼ね備えているを見いだしたものである。

【００１２】併用するノボラック型エポキシ樹脂(Ｂ)は
フェノールノボラック型又は／及びクレゾールノボラッ
ク型のものが好適である。また、結晶性エポキシ樹脂と
組合せ使用した場合の低溶融粘性を得るためには軟化点
の低いものが好ましいが、粉体塗料のブロッキング発生
を防止するためには半固形のものよりは軟化点が６０〜
８０℃、好ましくは６５〜７５℃の範囲のものが適当で
ある。併用の対象となる他のエポキシ樹脂として、低分
子量の固形ビスフェノールＡ型では後述のノボラック硬
化剤との反応性が低いため硬化性が遅く、且つ硬化物の
ガラス転移温度(Ｔｇ)も低くなり耐熱性が低下する。ま
た固形脂環式エポキシ化合物やトリスグリシジルシアヌ
レートでは密着性が低下するなどいずれも適当ではな
い。

【００１３】次に硬化剤系成分としては、フェノールノ
ボラック又はクレゾールノボラック等のノボラック樹脂
を硬化剤とし、有機リン系化合物を硬化促進剤として組
合せ使用する。エポキシ樹脂の硬化剤としてはノボラッ
ク樹脂以外にも酸無水物やジシアンジアミド、カルボン
酸ジヒドラジッドや芳香族アミン類など多種があるが、
上記のエポキシ樹脂組成に対して溶融粘度が低く、硬化
性と保存安定性に優れ、硬化物の耐熱性、密着性にも優
れた特性を賦与する硬化剤としてはノボラック樹脂が好
適である。エポキシ樹脂組成で結晶性エポキシ樹脂の温
度依存性改善のためノボラック型エポキシ樹脂を併用す
ると低溶融粘性が悪くなる方向であるため、ノボラック
樹脂は低溶融粘度のものが特に好ましい。またエポキシ
樹脂との架橋密度を保つためには未反応フェノール類は
極力少ないことが要請される。従ってノボラック樹脂の
種類としては、好ましくはフェノールノボラックかクレ
ゾールノボラックであり、未反応フェノール類含有率は
１％以下、特に０.５％以下が好ましく、且つ溶融粘度
は１.０Ｐa・ｓ／１５０℃以下、特に０.５Ｐa・ｓ／１
５０℃以下が好ましい。

【００１４】これら硬化剤のエポキシ樹脂に対する使用
割合は使用するエポキシ樹脂と硬化剤の種類により適宜
決定されるが、硬化物特性を考慮して一般的にはエポキ
シ樹脂に対して０．８〜１．２当量の範囲内で使用する
のが適当である。硬化促進剤としては各種の３級アミン
類やイミダゾール類、有機リン化合物などが使用可能で
あるが、特に有機リン化合物が好適である。本発明の樹
脂組成物では低溶融粘性を必要とするため、通常のエポ
キシ樹脂粉体塗料に使用されているような各種の無機充
填材を実質的に配合することが出来ない。このため本発
明のコイル固着用途で要求される高度の耐ヒートサイク
ル性を実現のために、充填材配合による低熱膨張化や硬
化歪み低減の手法をとることができない。

【００１５】このような点を考慮すると、他の硬化促進
剤に比較して有機リン化合物は適度な硬化促進作用を持
ちながら硬化歪みが少ない硬化物を形成し、且つ粉体塗
料として良好な保存性も兼ね備えており、従って、この
硬化促進剤の適用は本用途において、高耐熱性を有し、
無機充填材を配合しない樹脂組成においてヒートサイク
ル処理後も高度の密着性を保持するという特長を賦与す
るには最適の硬化促進剤である。促進作用を有する有機
リン化合物は種々のものがあるが、本発明の目的には、
とりわけトリス（ジメチトキシフェニル）ホスフィン
（ＤＭＰＰ）及びトリフェニルホスフィン（ＴＰＰ）が
推奨される。テトラフェニルホスホニウムテトラフエニ
ルボレートも好ましく使用される。この配合量は配合組
成に合わせて適宜調整する。

【００１６】本発明の組成物には、更にその目的、用途
などに応じて少量の各種の添加剤を配合することができ
る。例えばアクリル樹脂などのレベリング剤、ワック
ス、ステアリン酸などの滑剤、カーボンブラックなどの
顔料、染料、シランカップリングなどの表面処理剤、各
種消泡剤、その他の添加剤を本発明の目的から外れない
範囲で適宜配合することは差し支えない。また、本発明
においてはこれら粉体塗料組成物を製造する方法は特に
規定されるものではなく、一般的な方法でよい。一例を
述べれば、所定の組成比に配合した原料成分をミキサー
によって均一に混合した後、エクストルーダーや２軸押
出機などで溶融混練し、次いで粉砕機にて適当な粒度に
粉砕する方法がある。

【００１７】

【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明する
が、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
原料成分を表１に示される組成比（すべて重量部）にて
ミキサーでブレンドし溶融混練後、粉砕機にて粉砕して
平均粒度３００〜４００μｍのエポキシ樹脂粉体塗料を
得た。

【００１８】（エポキシ樹脂）ＹＤＣ１３１２(東都化成製)：結晶性(ハイドロキノ
ン型)、融点１４５℃ ＹＸ−４０００：結晶性（ビフェニル型）、融点１０
５℃ ＥＰ−１０８Ｓ：非結晶性（クレゾールノボラック
型）、軟化点６７℃ ＥＰ−１００２：非結晶性（ビスフェノールＡ型）、
軟化点７８℃ ，，は、いずれも油化シェルエポキシ製（硬化剤系成分）ＰＲ−５４２３５（住友デュレズ製）：フェノールノ
ボラック溶融粘度０.２Ｐa・ｓ／１５０℃、未反応フェノール量
０.１％ＤＭＰＰ（北興化学工業製）：トリス(ジメトキシフ
ェニル)ホスフィンＴＰＰ（北興化学工業製）：トリフェニルホスフィン２ＭＺ（四国化成製）：２−メチルイミダゾール

【００１９】

【表１】

【００２０】（試験方法）（１）流れ性：粉体塗料０.２ｇにて形成した１３ｍｍ
φのタブレットを傾斜角１０度の斜面上に置き、１５０
℃にて溶融流れ距離を測定。（２）ゲルタイム：ＪＩＳＣ２１６１に基づき、２０
０℃の熱盤にて測定。（３）ガラス転移温度（Ｔｇ）：ＴＭＡ法による。（４）密着性：ＪＩＳＫ６８５０に基づき、鉄板・鉄
板での引張り剪断接着強さを測定（測定温度２５℃）。（５）熱時密着性：同上（測定温度１８０℃）。（６）耐熱性：同上（２００℃、５００時間処理後、測
定温度２５℃）（７）耐ヒートサイクル性：同上（２００℃⇔２０℃、
５０サイクル処理後、測定温度２５℃）（８）耐ブロッキング性：１００ｍｌの紙コップに粉体
塗料５０ｇを入れ、４０℃乾燥機中に２４時間放置後固
着の有無で判定。 ○：良好（固着無し）、 △：不良（部分的に固着有
り）

【００２１】実施例１，２は、融点１２０℃以上の結晶
性エポキシ樹脂(Ａ)とノボラック型エポキシ樹脂(Ｂ)の
配合比率Ａ／Ｂ＝３とし、硬化剤に低溶融粘度のフェノ
ールノボラック、硬化促進剤には有機リン化合物を適用
した場合であり、溶融流れ性も大きく、耐ブロッキング
性、密着性、耐熱性、耐ヒートサイクル性にも優れてい
る。実施例３はエポキシ樹脂配合比率Ａ／Ｂ＝１.５の
場合であり、溶融流れ性は低下してくるが、実用的には
問題のない範囲であり、より高い耐熱性が得られてい
る。実施例４は硬化促進剤として有機リン化合物に替わ
ってイミダゾールを適用した場合であり、密着性、耐熱
性、耐ヒートサイクル性においてやや低下の傾向が認め
られるが、実用的には十分使用可能である。

【００２２】比較例１は硬化剤が本発明のものとは異な
る場合であり、溶融流れ性はよいものの、密着性、耐熱
性、耐ヒートサイクル性が著しく劣る。比較例２はビス
フェノールＡ型エポキシ樹脂を併用した場合で、硬化が
遅くなるとともに耐熱性が低下している。比較例３は融
点１２０℃未満の結晶性エポキシ樹脂とノボラック型エ
ポキシ樹脂を適用した場合であり、溶融流れ性も大き
く、密着性、耐熱性、耐ヒートサイクル性にも優れてい
るが、耐ブロッキング性がやや劣っている。

【００２３】

【発明の効果】本発明は、従来のコイル固着用粉体塗料
では得ることが出来なかったコイル内部に含浸浸透する
優れた低溶融粘性を保ちながら、密着性、耐熱性、耐ヒ
ートサイクル性、耐ブロッキング性にも優れたエポキシ
樹脂粉体塗料を提供するものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】融点１２０℃以上の結晶性エポキシ樹脂
とノボラック型エポキシ樹脂からなるエポキシ樹脂成分
にノボラック樹脂硬化剤と硬化促進剤とを配合すること
を特徴とするエポキシ樹脂粉体塗料。
【請求項２】結晶性エポキシ樹脂が２，５−ジターシ
ャリブチルハイドロキノンジクリシジルエーテルである
請求項１記載のエポキシ樹脂粉体塗料。
【請求項３】結晶性エポキシ樹脂(Ａ)とノボラック型
エポキシ樹脂(Ｂ)の配合比率が重量部でＡ／Ｂ＝１〜５
である請求項１又は２記載のエポキシ樹脂粉体塗料。
【請求項４】ノボラック樹脂の未反応フェノール類含
有率が１％以下で、溶融粘度が１.０Ｐa・ｓ／１５０℃
以下である請求項１、２又は３記載のエポキシ樹脂粉体
塗料。
【請求項５】硬化促進剤が有機リン系化合物である請
求項１、２、３又は４記載のエポキシ樹脂粉体塗料。
【請求項６】硬化促進剤がトリス（ジメチトキシフェ
ニル）ホスフィン及び／又はトリフェニルホスフィンで
ある請求項５記載のエポキシ樹脂粉体塗料。